ALAT SAMBUNG BAUT

Menurut Hoyle (1973) sambungan adalah lokasi sederhana yang

menghubungkan dua bagian atau lebih menjadi satu dengan bentuk tertentu pada

ujung-ujung perlekatannya. Tular dan Idris (1981) menyatakan bahwa sambungan

merupakan titik terlemah dari suatu konstruksi. Dalam pelaksanaan konstruksi

kayu, harus diperhatikan cara menyambung, serta menghubungkan kayu tertentu

sehingga dalam batas-batas tertentu gaya tarik dan gaya tekan yang timbul

dapatditerima atau disalurkan dengan baik.

Tujuan penyambungan kayu adalah untuk memperoleh panjang yang

diinginkan atau membentuk suatu konstruksi rangka batang sesuai dengan yang di

inginkan. Sebuah sambungan pada suatu konstruksi merupakan titik kritis atau

terlemah pada konstruksi tersebut. Oleh karena itu, kayu yang akan disambung

harus merupakan pasangan yang cocok dan pas, penyambungan tidak boleh

sampai merusak kayu yang disambung tersebut, sesudah sambungan jadi

hendaknya diberi bahan pengawet agar tidak cepat lapuk dan sebaiknya

sambungan kayu yang dibuat terlihat dari luar agar mudah untuk dikontrol (Surya,

2007).

Kekuatan sambungan tergantung pada kekuatan komponen penyusunnya,

yaitu kayu yang disambung dan alat sambungnya. Sesuai dengan teori mata rantai

kekuatan sambungan banyak ditentukan oleh komponennya yang terlemah.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan sambungan adalah kerapatan kayu,

besarnya beban yang diberikan dan keadaan alat sambungnya (Surjokusumo

1984).

Yap (1984) menyatakan bahwa bila kekuatan kayu tanpa sambungan

dianggap 100 % maka penggunaan alat sambungan kayu mengakibatkan

perlemahan sehingga kekuatannya berubah menjadi 30 % jika menggunakan alat

sambung baut; 50 % jika menggunakan alat sambung paku; 60 % jika

menggunakan alat sambung pasak kayu dan tetap 100 % jika menggunakan alat

sambung perekat. Menurut Wirjomartono (1977) sambungan kayu dapat dibagi

menjadi tiga golongan besar: sambungan desak, sambungan tarik, dan sambungan

momen.

Alat-alat sambung dapat digolongkan menjadi empat, yaitu 1) paku, baut,

skrup kayu, 2). pasak-pasak kayu keras, 3) alat-alat sambung modern dan 4)

perekat. Selanjutnya bila dilihat dari cara pembebanannya, alat-alat sambung

dibagi menjadi :

1. Alat sambung untuk dibebani geseran, misalnya : paku, baut, perekat dan pasak

kayu

2. Alat sambung untuk dibebani bengkokan atau lenturan, misalnya paku, baut

dan pasak kayu

3. Alat sambung untuk dibebani jungkitan, misalnya pasak kayu

4. Alat sambung untuk dibebani desakan, misalnya : kokot dan cincin belah.

Sambungan berupa ikatan yang dibuat tepat pada permukaan kayu sejajar

arah serat (perekat) memiliki sifat yang sama seperti kayu. Demikian juga

sambungan antara lapisan panel-kayu-panel memiliki sifat yang sama dengan

material terlemahnya. Ini adalah dasar untuk kayu laminasi dan untuk komponen

bangunan seperti box-beam dan I-beam. Sambungan dengan perekat hanya

digunakan pada sruktur yang relatif kecil seperti tiang dengan ukuran sedang.

(Thelandersson dan Larsen 2003) Paku adalah jenis alat sambung yang paling

umum digunakan. Di Amerika, paku biasa digunakan untuk mendesain

sambungan ketika beban yang akan disalurkan relatif kecil dan jika bebannya

besar akan digunakan jenis alat sambung lain (baut). Paku dapat ditempatkan

berdekatan, sangat efektif dan relative murah karena biasanya dapat dipakai

secara langsung tanpa harus membuat lubang pada kayu (Thelandersson dan

Larsen 2003, Breyer et al. 2007). Penggunaan paku dalam kayu keras

mengharuskan dilakukan pengeboran terlebih dahulu untuk menghidari terjadinya

pecah pada kayu. Besarnya lubang bor adalah 0,8-0,9D dan kedalaman lubah 2/3

dari tebal kayu. (Frick dan Maoediartianto 2004)

Baut dan jenis dowel lainnya digunakan dalam struktur kayu untuk

memikul beban yang besar. (Thelandersson dan Larsen 2003, Breyer et al 2007).

Baut biasanya memiliki ulir coarse dilengkapi dengan cincin yang memiliki

panjang 3D dan tebal 0,3D, dimana D adalah diameter baut. Lubang baut biasanya

dibuat lebih besar 1-2 mm dari diameter baut, besarnya lubang yang dibolehkan

NDS 2005 adalah 1/32 – 1/16 inci dari diameter baut, sedangkan PKKI NI-5

mensyaratkan lubang baut tidak lebih dari 1,5 mm dari diameter baut.

Baut terbuat dari berbagai jenis bahan tetapi kebanyakan baut dibuat dari

baja karbon (carbon steel), logam campuran (alloy steel), dan baja antikarat

(stainless steel). Bahan lain adalah baut dari titanium dan alumunium tetapi

penggunaannya terbatas hanya dalam industri luar angkasa. Baja karbon

merupakan bahan pembuat baut paling murah dan paling banyak digunakan. Baut

jenis ini biasanya dilapisi dengan zinc agar tahan terhadap korosi, kekuatannya

bisa mencapai 55 ksi. Baja logam campuran adalah baja karbon berkekuatan

tinggi yang dapat mencapai 300 ksi. Jika akan digunakan untuk keperluan

industry luar angkasa, baja jenis ini biasanya dilapisi dengan cadmium untuk

melindungi dari korosi. Baja antikarat tersedia dalam beberapa variasi logam

campuran dimana memiliki kekuatan berkisar 70 – 220 ksi. Baja antikarat

biasanya tidak membutuhkan pelapisan dan memiliki toleransi yang besar

terhadap suhu dibandingkan jenis baja karbon atau baja logam campuran (Barret

1990).

Plating dan coating dilakukan terhadap baut untuk mencegah terjadi

korosi. Beberapa jenis plating dan coating, yaitu cadmium plating, zinc plating,

phosphate coating, nickel plating, chromium plating, aluminum plating, sermatel

W dan SermaGard, stalgard, nickel-cadmium plating, silver plating, passivasi dan

preoksidasi, dan black oxide coating. Pelapisan dengan cadmium dilakukan untuk

baut dalam industri luar angkasa. Zinc adalah jenis bahan pelapis yang paling

umum digunakan. Zinc meleleh pada suhu 785oF tetapi dalam penggunaannya

suhu dibatasi hingga 250oF (proteksi zinc terhadap korosi mengalami penurunan

di atas suhu 140oF). Pelapisan baja atau besi dengan fosfor dilakukan melalui

perlakuan perendaman dengan larutan asam fosfat, reaksi kimia yang terjadi akan

membentuk lapisan pelindung tipis dan kristal fosfat. Jenis pelapis nikel

merupakan salah satu metode tertua dalam pencengahan baja terhadap korosi dan

memperbaiki penampilan baja. Namun pelapisan dengan nikel jarang dilakukan

kerana biaya yang mahal. Kromium umumnya digunakan untuk otomotif atau

alat-alat dekoratif. Pelapis jenis ini juga termasuk mahal, pada prosesnya

membutuhkan tembaga dan nikel agar pelapisannya baik (Barret 1990).

Pelumas ulir yang umum digunakan adalah oli, gemuk atau lilin, grafit,

dan molybdenum disulfite. Terdapat pula beberapa jenis pelumas lainnya, yaitu

never-seez dan synergistic coating. Oli dan gemuk adalah pelumas yang paling

banyak digunakan tetapi tidak dapat digunakan pada kondisi vakum, suhu untuk

pelumas jenis oli dan gemuk maksimum 250oF. Pelumas grafit tidak dapat

digunakan pada kondisi vakum, suhu penggunaan 212 – 250oF. Jenis pelumas

yang dapat digunakan dalam kondisi vakum adalah Molybdenum disulfite dan

synergistic coating (Barrett 1990).

Jenis korosi yang dapat terjadi pada baut, yaitu korosi galvanik, korosi

tegangan, hydrogen embrittlement dan cadmium embrittlement. Korosi galvanic

terjadi ketika dua metal yang digunakan memiliki jumlah elektrolit tidak sama,

seperti air. Sel galvanik akan terbentuk dan mengedap pada elektroda yang kurang

aktif. Korosi tegangan terjadi akibat penempatan baut pada lingkungan yang

bersifat korosif, seperti pada tempat bersuhu tinggi. Hydrogen embrittlement

terjadi ketika terdapat hidrogen bebas diluar ikatan metal. Reaksi kimia antara

hidrogen dan karbon akan menghasilkan gas metan yang dapat menyebabkan

retak dan reduksi kekuatan baut (Barret 1990). Penggunaan baut pada kayu

menjadikan baut rentan mengalami korosi karena kehadiran air dan oksigen dalam

sel kayu (Baker 1978 dalam Rammer et al. 2006).

Di tahun 2004, AWPA E12 2004 adalah satu-satu standar yang dapat

digunakan untuk menduga secara cepat korosi bahan metal yang digunakan dalam

kayu. Meskipun pengujian tersebut dapat memberikan hasil secara cepat, namun

keterkaitan hasil pengukuran dengan kondisi suhu dan kelembaban sebenarnya

saat penggunaannya tidak jelas. AC326 pada subbab 4.6 menetapkan penilaian

korosi secara visual pada alat sambung yang digunakan dalam kayu. Penilaian

dilakukan dengan menggunakan minimum sepuluh ulangan alat sambung dan

diuji menurut prosedur E12. Setelah pengujian selesai, kondisi permukaan alat

sambung diranking menurut beberapa kritreia. Pendekatan ini juga dinilai terbatas

dan subjektif, terbatas karena tidak ada kriteria hubungan hasil pengujian dengan

kemampuan alat sambung dan subjektif karena area permukaan kurang baik

dalam mendefinisikan beberapa jenis alat sambung seperti alat sambung berulir.

Selanjutnya ASTM mengajukan pengujian dengan menggunakan AWPA E12

sebagai dasar lingkungan statis dan menambahkan siklus fog untuk simulasi

pergantian cuaca yang mungkin terjadi dalam penggunaan. Rammer et al. (2006)

mengajukan 3 kegiatan yang perlu dikembangkan untuk pemahaman yang lebih

baik mengenai pengaruh korosi metal pada kayu dan pelapisan alat sambung

metal, yaitu metode untuk menentukan area permukaan untuk alat sambung

berulir, pengembangan prosedur pengujian untuk alat sambung yang dilapisi, dan

pemaparan data yang panjang untuk menghubungkan hasil pengujian dengan

kemampuan alat sambung saat dalam penggunaan.

Unified National Coarse (UNC) adalah jenis ulir yang paling banyak

digunakan pada alat sambung. Selain itu terdapat juga jenis ulir lain, seperti

Unified National Fine (UNF), Unified National Extra Fine (UNEF), UNJC, UNJF,

UNK dan constant-pitch thread. Pembuatan baut UNC lebih mudah disbanding

UNF, namun UNF memiliki kemampuan memikul beban yang sedikit lebih besar.

UNF memiliki diameter ulir yang lebih kecil sehingga kemampuan

putarmenguncinya lebih baik dari UNC (Barret 1990) dimana jumlah ulir per inci

UNF lebih banyak (Pedal Power Generator LCC 2007).

Baut A307, A325, A499 dan A490 adalah baut paling banyak digunakan

dalam US Customary Unit (USCU). Baut A307 secara teknis bukan baut untuk

tujuan struktural, baut ini sering digunakan untuk memikul beban kecil namun di

Amerika baut jenis ini biasanya digunakan pada sambungan kayu (Computer

System Support 1998, Breyer et al. 2007). Baut A325 paling banyak digunakan

sebagai alat sambung pada konstruksi baja (Barus dan Panjaitan 2008). Kekuatan

tarik baut aktual yang diproduksi melebihi nilai minimum yang ditetapkan. Hasil

pengukuran baut A325 berdiameter 1/2 – 1 inci memiliki kekuatan tarik 18%

lebih baik dibandingkan nilai minimum yang ditetapkan, sedangkan kekuatan

tarik aktual baut A490 10% lebih baik (Kulak 2005).

Gambar 1. Gambar baut pada umumnya

Jenis Baut

Baut Hitam

Yaitu baut dari baja lunak ( St-34 ) banyak dipakai untuk konstruksi ringan /

sedang misalnya bangunan gedung, diameter lubang dan diameter batang baut

memiliki kelonggaran 1 mm.

Baut Pass

Yaitu baut dari baja mutu tinggi (>St-42 ) dipakai untuk konstruksi berat atau

beban bertukar seperti jembatan jalan raya, diameter lubang dan diameter batang

baut relatif pass yaitu kelonggaran < 0,1 mm.

Ukuran Diamter Baut

Keuntungan Sambungan Baut

1. Lebih mudah dalam pemasangan/penyetelan konstruksi di lapangan.

2. Konstruksi sambungan dapat dibongkar-pasang.

3. Dapat dipakai untuk menyambung dengan jumlah tebal baja > 4d ( tidak

seperti paku keling dibatasi maksimum 4d ).

4. Dengan menggunakan jenis Baut Pass maka dapat digunakan untuk konstruksi

berat /jembatan.

Jenis Sambungan Baut

1. Baut dengan 1 irisan (Tegangan geser tegak lurus dengan sumbu baut)

2. Baut dengan 2 irisan (Tegangan geser tegak lurus dengan sumbu baut)

3. Baut yang dibebani sejajar dengan sumbnya

4. Baut yang dibebani sejajar sumbu dan tegak lurus sumbu

Jarak-jarak baut pada sambungan

Banyaknya baut yang dipasang pada satu baris yang sejajar arah gaya, tidak

boleh lebih dari 5 buah.

Jarak antara sumbu buat paling luar ke tepi atau ke ujung bagian yang

disambung, tidak boleh kurang dari 1,2 d dan tidak boleh lebih besar dari 3d

atau 6 t (t adalah tebal terkecil bagian yang disambungkan).

Pada sambungan yang terdiri dari satu baris baut, jarak dari sumbu ke sumbu

dari 2 baut yang berurutan tidak boleh kurang dari 2,5 d dan tidak boleh lebih

besar dari 7 d.

Jika sambungan terdiri dari lebih satu baris baut yang tidak berseling, maka

jarak antara kedua baris baut itu dan jarak sumbu ke sumbu dari 2 baut yang

berurutan pada satu baris tidak boleh kurang dari 2,5 d dan tidak boleh lebih

besar dari 7 d atau 14 t.

Prinsip Umum Jarak- Jarak Sambungan Baut

Detail

Prinsip Baut dari SNI

Jarak

Jarak antar pusat lubang pengencang tidak boleh kurang dari 3 kali diameter

nominal pengencang. Jarak minimum pada pelat harus melalui perhitungan

struktur seperti pada SNI.

Jarak tepi minimum

Jarak minimum dari pusat pengencang ke tepi pelat atau pelat saya profil harus

memenuhi spesifikasi dalam tabel:

Jarak tepi maksimum

Jarak dari pusat tiap pengencang ke tepi terdekat suatu bagian yang

berhubungan dengan tepi yang lain tidak boleh lebih dari 12 kali tebal pelat

lapis luar tertipis dalam sambungan dan juga tidak boleh melebihi 150 mm.